در این مطلب محاسبات قدرت مورد نیاز موتور را از طریق متحرک سازی یک درام چرخان آلومینیومی توسط نرم افزار سالیدورک انجام خواهیم داد. درام توپر و قطر آن 80 سانتیمتر و طول آن 100 سانتیمتر و وزن آن حدود 131 کیلوگرم میباشد.
همچنین میتوانید آموزش متحرک سازی در سالیدورک با شبیه سازی حرکت قوطی فلزی را هم بخوانید
1-باز کردن فایل اسمبلی
نرم افزار سالیدورک را اجرا کنید و فایل اسمبلی rotatin drum را باز کنید.
جهت دانلود فایل های مربوط به تمرین کلیک کنید
2-ایجاد یک پروژه شبیه سازی حرکت
از پایین صفحه روی سربرگ Motion study کلیک کنید تا یک پروژه ی متحرک سازی در سالیدورک ایجاد کنید.
3-قرار دادن حالت متحرک سازی در سالیدورک روی تحلیل حرکت
از لیست کشویی واقع در سمت چپ منوی باز شده حالت Motion Analysis را انتخاب کنید. اگر این گزینه وجود نداشت با رفتن به سربرگ SOLIDWORKS Add-ins از بالای صفحه ی نرم افزار و کلیک روی Solidworks Motion این گزینه را اضافه کنید.فرق این حالت با حالت Animation این است که در حالت Animation فقط یک پویانمایی ایجاد میکنیم و تاثیر نیرو ها و عوامل دیگر را روی حرکت مشاهده نخواهیم کرد و به عبارت دیگر در این حالت شبیه سازی حرکتی انجام نمیشود.
4-تعریف متریال درام برای محاسبات قدرت با سالیدورک
برای اینکه محاسبات قدرت در سالیدورک دقیق انجام شود باید جنس درام را مشخص کنیم. از درخت شبیه سازی حرکت روی پارت drum راست کلیک کنید و Edit Material را انتخاب کنیددر منوی باز شده زیر پوشه ی Aluminium Alloys متریال 5050-H32 را انتخاب کنید و ok کنید.
5-اعمال نیروی گرانش
در منوی شبیه سازی حرکت روی آیکون Gravity کلیک کنید و در منوی باز شده محور Y را انتخاب و مقدار آن را 9.81 m/s2 وارد کنید و مطمئن شوید که جهت نیرو درست باشد و ok کنید تا نیروی گرانش زمین برقرار شود.
6-اعمال نیروی موتور برای چرخاندن درام
در منوی شبیه سازی حرکت روی آیکون motor کلیک کنید و سپس روی سطح دایره ای شفت درام طبق تصویر زیر کلیک کنید و در منوی باز شده از قسمت Reverse Direction جهت چرخش را طبق شکل تنظیم کنید از قسمت motion از لیست کشویی نوع سرعت موتور را از constant (سرعت ثابت) به data point تغییر دهید تا سرعت در زمان های مختلف متفاوت باشد، بعد از انتخاب این گزینه منویی باز میشود که درسمت چپ آن جدولی را مشاهده میکنید که با وارد کردن اعداد در آن میتوانید تابع سرعت را بر حسب زمان مشخص کنید ، طبق تصویر تنظیمات را انجام دهید اعداد جدول را وارد کنید و ok کنید. طبق این تابع ما میخواهیم سرعت چرخش درام در عرض 3 ثانیه به 10 rpm برسد و از 3 تا 8 ثانیه در 10 rpm ثابت بماند.با ok کردن مجدد این شرایط در چرخش درام برقرار میشود.در درخت شبیه سازی حرکت موتوری ایجاد شده است نام آن را به motor1 تغییر دهید.
7-تنظیم زاویه دوربین
از درخت شبیه سازی حرکت روی Orientation and Camera Views راست کلید کنید و سپس گزینه ی Disable PlayBack of view keys را از حالت انتخاب خارج کنید و بعد زاویه دوربین را با استفاده از کلیک میانی ماوس تنظیم کنید
8-تنظیم زمان شبیه سازی
از خط زمان در منوی شبیه سازی حرکت ، با جابجایی لوزی مشکی رنگ اول (یا راست کلیک روی آن و انتخاب Edit key point time) زمان را روی 8 ثانیه قرار دهید.
9-اجرای متحرک سازی
در منوی شبیه سازی روی آیکون Calculate کلیک کنید تا شبیه سازی حرکت انجام شود و تا تکمیل شدن آن صبر کنید. اکنون میتوانید فیلم چرخش درام را هم مشاهده کنید.
10-رسم نمودار شتاب زاویه ای-زمان
در منوی شبیه سازی روی آیکون Results and plots کلیک کنید. و در منوی باز شده در قسمت Result ، بخش Select a Category را روی گزینه ی Displacement/Velocity/Acceleration قرار دهید. سپس بخش Select a Sub Category را روی گزینه ی Angular Acceleration قرار دهید و بخش Select Result Component را روی گزینه ی Magnitude قرار دهید و برای بخش زیرین آن سطح مقطع درام یا شفت را انتخاب کنید. با ok کردن میتوانید نمودار شتاب زاویه ای – زمان را مشاهده کنید.شتاب بر حسب درجه بر مجذور ثانیه است که با تقسیم آن بر 360 میتوانید آن را تبدیل به دور بر مجذور ثانیه کنید تا ثانیه سوم شتاب 20 درجه بر مجذور ثانیه یا به عبارتی 0.05 دور بر مجذور ثانیه است و بعد از آن صفر میشود و سرعت زاویه ای چرخش ثابت میشود.
11-رسم نمودار گشتاور -زمان
در منوی شبیه سازی روی آیکون Results and plots کلیک کنید. و در منوی باز شده در قسمت Result ، بخش Select a Category را روی گزینه ی Forces قرار دهید. سپس بخش Select a Sub Category را روی گزینه ی Motor Torque قرار دهید و بخش Select Result Component را روی گزینه ی Magnitude قرار دهید و برای بخشش زیرین آن از درخت شبیه سازی حرکت موتوری که در بخش 5 تعریف کرده بودید به نام motor1 را انتخاب کنید .با ok کردن میتوانید نمودار شتاب گشتاور-زمان را مشاهده کنید.گشتاور بر حسب نیومتون میلیمتر است که با تقسیم آن بر 1000 میتوانید آن را تبدیل به نیوتون متر کنید. تا ثانیه سوم گشتاور 35644 یا به عبارتی 35.6 نیوتون متر به درام وارد میشود تا شتاب مورد نیاز را ایجاد کند تا سرعت را در 3 ثانیه به 10 rpm برساند.
12-محاسبات عددی قدرت در سالیدورک
اگر ما در واقعیت قصد داشته باشیم درام را با یک موتور 1400 دور و یک گیربکس بچرخانیم با داشتن گشتاور مورد نیاز درام و سرعت چرخش درام میتوانیم نسبت گیربکس و توان موتور را محاسبه کنیم.با تقسیم 1400 بر سرعت درام نسبت تبدیل گیربکس به دست می آید نسبت تبدیل گیربکس 1 به 14 است پس با تقسیم گشتاور چرخش درام بر 14 میتوان گشتاور مورد نیاز موتور را به دست آورد سرعت موتور 1400 دور بر دقیقه یا به عبارتی 146.6 رادیان بر ثانیه است.گشتاور موتور هم 2.5 نیوتون متر به دست آمد پس برای بدست آوردن توان موتور خواهیم داشت: پس برای چرخاندن این درام با وزن 131 کیلوگرم با سرعت 10 دور بر دقیقه به یک موتور 1400 دور با توان حداقل 0.37 کیلووات و یک گیربکس 1 به 14 نیاز داریم.